電力拖動基礎(chǔ)知識

1、電力拖動基礎(chǔ)知識,授課：永安市技校 陳昌初,維修電工培訓(xùn),低壓 電器,低壓電器簡介,第一節(jié)：常用低壓電器,生產(chǎn)機械中所用的控制電器多屬于低壓電器，它是指在電壓在500V以下、用來接通或斷開電路，以及來控制、調(diào)節(jié)和保護用電設(shè)備的電氣器具。電器按動作性質(zhì)可分為以下兩類：（1） 非自動電器：這類電器沒有動力機構(gòu)，依靠人力或其他外力來接通或切斷電路，如刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。（2） 自動電器：這類電器有電磁鐵等動力機構(gòu)，按照指令、信號或參數(shù)變化而自動動作，使工作電路接通和切斷，如接觸器、自動開關(guān)等。,低壓電器的分類,電器按其用途又可分為以下三類：（1） 控制電器：用來控制電動機的啟動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動等動

2、作，如接觸器、繼電器等。（2） 保護電器：用來保護電動機，使其安全運行，以及保護生產(chǎn)機械使其不受損壞，如熔斷器、電流繼電器等。（3） 執(zhí)行電器：用來操作、帶動生產(chǎn)機械和支撐與保持機械裝置在固定位置上的一種元件，如電磁鐵、電磁離合器等。,大多數(shù)電器既可作控制電器，亦可作保護電器，它們之間沒有明顯的界線。如電流繼電器可按“電流”參量來控制電動機，又可用來保護電動機不致過載；又如行程開關(guān)既可用來控制工作臺地加、減速及行程長度，又可作為終端開關(guān)保護工作臺不致闖到導(dǎo)軌外面去。,1.刀開關(guān),在電力拖動控制線路中最常用的是由刀開關(guān)和熔斷器組合而成的負(fù)荷開關(guān)。 生產(chǎn)中常用HK系列開啟式負(fù)荷開關(guān)（又稱瓷底膠蓋刀

3、開關(guān)，簡稱閘刀開關(guān)），適用于照明、電熱設(shè)備及小容量（ 5.5kW以下）電動機控制線路中，供手動不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐罚鸲搪繁Ｗo作用。,結(jié)構(gòu)：開關(guān)的瓷座上裝有進線座、靜觸頭、熔體、出線座和帶手柄的刀式動觸頭，上面蓋有膠蓋以防止操作時觸及帶電體或分?jǐn)鄷r產(chǎn)生的電弧飛出傷人。,考慮到電機較大的起動電流，刀 閘的額定電流值應(yīng)如下選擇： （35)*異步電機額定電流,安裝使用注意： A、必須垂直安裝，不允許倒裝或平裝。 B、電源進線接在靜觸頭一邊的進線座上，負(fù)載接在動觸頭一邊的出線座上。 C、分合閘操作應(yīng)迅速，使電弧盡快熄滅。,2.組合開關(guān),組合開關(guān)又稱為轉(zhuǎn)換開關(guān)，常用于50HZ、380V以下及直流220

4、V以下的電氣線路中，供手動不頻繁的接通和斷開電路、換接電源和負(fù)載以及控制5KW以下小容量異步電動機的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)。 常用的有HZ系列的（如圖HZ10-10/3型組合開關(guān)），主要由手柄、轉(zhuǎn)軸、彈簧、凸輪、絕緣墊板、動觸頭、靜觸頭、接線端子、絕緣桿組成。手柄和轉(zhuǎn)軸能在平行于安裝平面的平面內(nèi)沿順時針或逆時針方向每次轉(zhuǎn)動90，帶動動觸頭與靜觸頭接觸和分離，實現(xiàn)接通和分?jǐn)嚯娐返哪康摹?組合開關(guān)中，有一類是轉(zhuǎn)為控制小容量三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)而設(shè)計生產(chǎn)的，HZ3-132型組合開關(guān)，俗稱倒順開關(guān)或可逆轉(zhuǎn)換開關(guān)。開關(guān)的手柄有“倒”、“順”、“?！比齻€位置，手柄只能從“?！蔽恢米筠D(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)45。,低壓斷路器

5、又稱自動空氣開關(guān)或自動空氣斷路器，它相當(dāng)于把手動開關(guān)，熱脫扣器，電磁脫扣器等組合在一起構(gòu)成的一種電器元件。當(dāng)電路中發(fā)生短路、過載和失壓等故障時，能自動切斷故障電路，保護線路和電氣設(shè)備。,3.低壓斷路器,在電力拖動系統(tǒng)中常用DZ系列塑殼式斷路器，（如DZ-20型低壓端路器，其主要由動觸頭、靜觸頭、滅弧裝置、操作機構(gòu)、熱脫扣器、電磁脫扣器及外殼組成。,作用：可實現(xiàn)短路、過載、失壓保護。,自動空氣斷路器（自動開關(guān)）,工作原理：過流時，過流脫扣器將脫鉤頂開，斷開電 源；欠壓時，欠壓脫扣器將脫鉤頂開，斷開電源。,小型斷路器5SX系列,塑殼斷路器,4.熔斷器,熔斷器是一種最簡單，最可靠的電路保護器件，用于

6、電路及用電設(shè)備的短路或過載保護，有高壓熔斷器和低壓熔斷器之分,在機電設(shè)備控制中一般采用低壓熔斷器 ，其作用是用于短路保護。,結(jié)構(gòu)：熔斷器主要由熔體、安裝熔體的熔管和熔座組成。,常用的有： 1）RC1A系列插入式熔斷器（瓷插式熔斷器） 它主要由瓷座、瓷蓋、動觸頭、靜觸頭及熔絲組成。一般用于交流50HZ、額定電壓380V及以下、額定電流200A及以下的低壓線路末端或分支路中，作為電氣設(shè)備的短路保護及一定程度的過載保護。,2）RL1系列螺旋式熔斷器 它主要由瓷帽、熔斷管、瓷套、上接線座、下接線座及瓷座等部分組成。一般用于控制箱、配電屏、機床設(shè)備及振動較大的場合，在交流50HZ、額定電壓500V、額定

7、電流200A及以下的電路中，作為短路保護器件。,注意：接線時，電源線應(yīng)接在瓷底座的下接線座上，負(fù)載線應(yīng)接在螺紋殼的上接線座上。安裝熔管時，熔斷指示器應(yīng)朝上。,其他：如RT0系列有添料封閉管式熔斷器。,按鈕是一種專門用于手動發(fā)出控制信號的器件。屬于主令電器，它被廣泛用各于種控制場合 ，其觸頭允許通過的電流較小，一般不超過5A。主要在控制電路中發(fā)出指令或信號去控制接觸器、繼電器等電器，再由他們?nèi)タ刂浦麟娐返耐〝?、功能轉(zhuǎn)換或電氣聯(lián)鎖。,5.按鈕,常用的有LA系列的，一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動觸觸頭、支柱連桿及外殼等部分組成。按靜態(tài)時觸頭的分合狀態(tài)，可分為常開按鈕（啟動按鈕）、常閉按鈕（停止按鈕）

8、和復(fù)合按鈕（常開、常閉組合為一體的按鈕）。,電路符號：,電路符號：,用作電路的限位保護、行程控制、自動切換等。都是由觸頭系統(tǒng)、操作機構(gòu)和外殼組成。其是利用生產(chǎn)機械的運動部件碰壓使其觸頭動作的。,6.行程開關(guān),7.交流接觸器,交流接觸器在工業(yè)及其它各個鄰域中得到廣泛應(yīng)用，它是一種利用電磁機構(gòu)操作運行的，可遠(yuǎn)距離頻繁地接通和斷開交直流主電路及大容量控制電路 其主要控制對象是電動機，也可以用于控制其他負(fù)載。,（1）結(jié)構(gòu)：主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置和輔助部件 等組成。,1）電磁系統(tǒng)：主要由線圈、鐵心（靜鐵心）和銜鐵（動鐵心）三部分組成。其作用是利用電磁線圈的通電或斷電，使銜鐵和鐵心吸合或釋放，

9、從而帶動動觸頭與靜觸頭閉合或分?jǐn)啵瑢崿F(xiàn)接通或斷開電路的目的。,2）觸頭系統(tǒng)：主要有主觸頭和輔助觸頭。一般有三對主觸頭和兩對常開、兩對常閉輔助觸頭組成。,3）滅弧裝置：主要用于在接觸器斷開大電流或高電壓電路時，熄滅動、靜觸頭之間產(chǎn)生的電弧。常見的有：雙斷口電動力滅弧，縱縫滅弧，柵片滅弧。,4）輔助部件：主要有反作用彈簧、緩沖彈簧、觸頭壓力彈簧、傳動機構(gòu)及底座、接線柱等。,（2）工作原理 當(dāng)交流接觸器的線圈通電后，線圈中流過的電流產(chǎn)生磁場，使鐵心產(chǎn)生足夠大的吸力，克服反作用彈簧的反作用力，將銜鐵吸合，通過傳動機構(gòu)帶動三對主觸頭和輔助常開觸頭閉合，輔助常閉觸頭斷開。當(dāng)接觸器線圈斷電或電壓顯著下降時，

10、由于電磁吸力消失或過小，銜鐵在反作用彈簧力的作用下復(fù)位，帶動各觸頭恢復(fù)到原始狀態(tài)。,電路符號：,繼電器是一種根據(jù)輸入信號(電量或非電量)的變化,接通或斷開小電流電路,實現(xiàn)自動控制和保護電力拖動裝置的電器。,繼電器的種類熱繼電器 中間繼電器時間繼電器 速度繼電器 電流繼電器電壓繼電器,8. 繼電器,（1）熱繼電器 熱繼電器是利用流過繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時限動作的繼電器。熱繼電器主要用于電動機的過載保護、斷相保護、電流不平衡運行的保護及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。,結(jié)構(gòu)： 以JR系列為例，主要由熱元件、動作機構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、電流整定裝置、復(fù)位機構(gòu)和溫度補償元件等部分組成。,電路符號：,串聯(lián)

11、在主電路中,串聯(lián)在控制電路中,中間繼電器是用來增加控制電路中的信號數(shù)量或?qū)⑿盘柗糯蟮睦^電器。其輸入信號是線圈的通電和斷電，輸出信號是觸頭的動作，由于觸頭數(shù)量較多，所以可以用來控制多個元件或回路。,其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器基本相同，但中間繼電器的觸頭對數(shù)多，且沒有主輔之分，各對觸頭允許通過的電流大小相同，多數(shù)為5A。以JZ系列為例，主要由鐵心、線圈、銜鐵、線圈、觸頭系統(tǒng)、反作用彈簧和緩沖彈簧等組成。,（2）中間繼電器,電路符號：,自得到動作信號起至觸頭動作或輸出電路產(chǎn)生跳躍式改變有一定時間，該延時時間又符合其準(zhǔn)確度要求的繼電器稱為時間繼電器。它廣泛用于需要按時間順序進行控制的電氣控制線路。,(3

12、) 時間繼電器,常用的空氣阻尼式和晶體管式時間繼電器。,空氣阻尼式時間繼電器是利用氣囊中的空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時的，根據(jù)延時的特點，可分為通電延時型和斷電延時型。其主要由電磁系統(tǒng)（線圈、鐵心、銜鐵），觸頭系統(tǒng)（兩對瞬時觸頭（一常開、一常閉）和兩對延時觸頭（一常開、一常閉），空氣室，傳動機構(gòu)，基座組成。,晶體管時間繼電器分為通電延時型、斷電延時型和帶瞬動觸點的通電延時型。它們均是利用電容對電壓變化的阻尼作用作為延時的基礎(chǔ)。時間繼電器工作時首先通過電阻對電容充電，待電容上電壓值達(dá)到預(yù)定值時，驅(qū)動電路使執(zhí)行繼電器接通實現(xiàn)延時輸出，同時自鎖并放掉電容上的電荷，為下次工作做好準(zhǔn)備。,晶體管式時

13、間繼電器除執(zhí)行繼電器外，均由電子元件組成，無機械運動部件，具有延時范圍寬、調(diào)節(jié)范圍大、控制功率小、體積小、經(jīng)久耐用的優(yōu)點，正日益得到廣泛的應(yīng)用。,時間繼電器斷電延時型,速度繼電器是反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的繼電器，其主要作用是以旋轉(zhuǎn)速度的快慢為指令信號，與接觸器配合實現(xiàn)對電動機的反接制動控制，故又稱反接制動繼電器。常用的有JY1型和JFZ0型。,結(jié)構(gòu)：主要由定子、轉(zhuǎn)子、可動支架、觸頭系統(tǒng)及端蓋等部分組成。,工作原理：當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)時，帶動與電動機同軸連接的速度繼電器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，相當(dāng)于在空間產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，從而在定子籠型短路繞組中產(chǎn)生感生電流，感生電流與永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨永久磁鐵轉(zhuǎn)動的方向偏轉(zhuǎn)，與定子相連的膠木擺桿也隨之偏轉(zhuǎn)。當(dāng)定子偏轉(zhuǎn)到一定角度，膠木擺桿推動簧片，使繼電器的觸頭動作。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速減小到接近零時，由于定子的電磁轉(zhuǎn)矩減小，膠木擺桿恢復(fù)原狀態(tài)，觸頭隨即復(fù)位。,（4）速度繼電器,電路符號：,速度繼電器的動作轉(zhuǎn)速一般不低于100300r/min，復(fù)位轉(zhuǎn)速約在100r/min以下。,第二節(jié)：三相異步電動機 基本控制線路,一、點動控制線路,二、接觸器自鎖控制線路,三、點動與連續(xù)混合控制線路,四、接觸